包子学系列——Java基础第九章_Java常用类

第九章 Java常用类

String类

java.lang.String 类的使用

概述

String:字符串，使用一对""引起来表示。
1.String声明为final的，不可被继承
2.String实现了Serializable接口：表示字符串是支持序列化的。
        实现了Comparable接口：表示String可以比较大小
3.String内部定义了final char[] value用于存储字符串数据
4.通过字面量的方式（区别于new给一个字符串赋值，此时的字符串值声明在字符串常量池中)。
5.字符串常量池中是不会存储相同内容(使用String类的equals()比较，返回true)的字符串的。

String的不可变性

1. 当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
2. 当对现的字符串进行连接操作时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
3. 当调用String的replace()方法修改指定字符或字符串时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。

String s1 = "abc";//字面量的定义方式
String s2 = "abc";
s1 = "hello";

System.out.println(s1 == s2);//比较s1和s2的地址值 false

System.out.println(s1);//hello
System.out.println(s2);//abc

System.out.println("*****************");

String s3 = "abc";
s3 += "def";
System.out.println(s3);//abcdef
System.out.println(s2);//abc

System.out.println("*****************");

String s4 = "abc";
String s5 = s4.replace('a', 'm');
System.out.println(s4);//abc
System.out.println(s5);//mbc

图示

String实例化的不同方式

方式一：通过字面量定义的方式
方式二：通过new + 构造器的方式

图示

String str1 = “abc”;与String str2 = new String(“abc”);的区别？

例子

//通过字面量定义的方式：此时的s1和s2的数据javaEE声明在方法区中的字符串常量池中。
String s1 = "javaEE";
String s2 = "javaEE";
//通过new + 构造器的方式:此时的s3和s4保存的地址值，是数据在堆空间中开辟空间以后对应的地址值。
String s3 = new String("javaEE");
String s4 = new String("javaEE");

System.out.println(s1 == s2);//true
System.out.println(s1 == s3);//false
System.out.println(s1 == s4);//false
System.out.println(s3 == s4);//false

String s = new String("abc");方式创建对象，在内存中创建了几个对象？
两个:一个是堆空间中new结构，另一个是char[]对应的常量池中的数据："abc"

字符串拼接方式赋值的对比

1. 常量与常量的拼接结果在常量池。且常量池中不会存在相同内容的常量。
2. 只要其中一个是变量，结果就在堆中。
3. 如果拼接的结果调用intern()方法，返回值就在常量池中

例子

String s1 = "javaEE";
String s2 = "hadoop";

String s3 = "javaEEhadoop";
String s4 = "javaEE" + "hadoop";
String s5 = s1 + "hadoop";
String s6 = "javaEE" + s2;
String s7 = s1 + s2;

System.out.println(s3 == s4);//true 都在常量池中
System.out.println(s3 == s5);//false
System.out.println(s3 == s6);//false
System.out.println(s3 == s7);//false
System.out.println(s5 == s6);//false
System.out.println(s5 == s7);//false
System.out.println(s6 == s7);//false

String s8 = s6.intern();//返回值得到的s8使用的常量值中已经存在的“javaEEhadoop”
System.out.println(s3 == s8);//true
****************************
String s1 = "javaEEhadoop";
String s2 = "javaEE";
String s3 = s2 + "hadoop";
System.out.println(s1 == s3);//false

final String s4 = "javaEE";//s4:常量
String s5 = s4 + "hadoop";
System.out.println(s1 == s5);//true

字符串陷阱

• String s1 = "a";
  • 说明：在字符串常量池中创建了一个字面量为"a"的字符串。
• s1 = s1 + "b";
  • 说明：实际上原来的“a”字符串对象已经丢弃了，现在在堆空间中产生了一个字符 串s1+"b"（也就是"ab")。如果多次执行这些改变串内容的操作，会导致大量副本 字符串对象存留在内存中，降低效率。如果这样的操作放到循环中，会极大影响 程序的性能
• String s2 = "ab";
  • 说明：直接在字符串常量池中创建一个字面量为"ab"的字符串。
• String s3 = "a" + "b";
  • 说明：s3指向字符串常量池中已经创建的"ab"的字符串
• String s4 = s1.intern();
  • 说明：堆空间的s1对象在调用intern()之后，会将常量池中已经存在的"ab"字符串 赋值给s4。

String与其它结构的转换

与基本数据类型、包装类之间的转换

• String --> 基本数据类型、包装类：调用包装类的静态方法：parseXxx(str)
• 基本数据类型、包装类 --> String:调用String重载的valueOf(xxx)

@Test
public void test1(){
    String str1 = "123";
    //        int num = (int)str1;//错误的
    int num = Integer.parseInt(str1);

    String str2 = String.valueOf(num);//"123"
    String str3 = num + ""; //变量 拼接、堆

    System.out.println(str1 == str3); //false
}

与字符数组之间的转换

• String --> char[]:调用String的toCharArray()
• char[] --> String:调用String的构造器

@Test
public void test2(){
    String str1 = "abc123";  //题目： a21cb3

    char[] charArray = str1.toCharArray();
    for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
        System.out.println(charArray[i]);
    }

    char[] arr = new char[]{'h','e','l','l','o'};
    String str2 = new String(arr);
    System.out.println(str2);
}

与字节数组之间的转换

编码：String --> byte[]:调用String的getBytes()
解码：byte[] --> String:调用String的构造器

编码：字符串 -->字节 (看得懂 --->看不懂的二进制数据)
解码：编码的逆过程，字节 --> 字符串 （看不懂的二进制数据 ---> 看得懂

说明：解码时，要求解码使用的字符集必须与编码时使用的字符集一致，否则会出现乱码。

@Test
public void test3() throws UnsupportedEncodingException {
    String str1 = "abc123中国";
    byte[] bytes = str1.getBytes();//使用默认的字符集，进行编码。
    System.out.println(Arrays.toString(bytes));

    byte[] gbks = str1.getBytes("gbk");//使用gbk字符集进行编码。
    System.out.println(Arrays.toString(gbks));

    System.out.println("******************");

    String str2 = new String(bytes);//使用默认的字符集，进行解码。
    System.out.println(str2);

    String str3 = new String(gbks);
    System.out.println(str3);//出现乱码。原因：编码集和解码集不一致！


    String str4 = new String(gbks, "gbk");
    System.out.println(str4);//没出现乱码。原因：编码集和解码集一致！
}

与StringBuffer、StringBuilder之间的转换

String -->StringBuffer、StringBuilder:调用StringBuffer、StringBuilder构造器
StringBuffer、StringBuilder -->String:①调用String构造器；②StringBuffer、StringBuilder的toString()

JVM中字符串常量池存放位置说明

• jdk 1.6 (jdk 6.0 ,java 6.0):字符串常量池存储在方法区（永久区）
• jdk 1.7:字符串常量池存储在堆空间
• jdk 1.8:字符串常量池存储在方法区（元空间）

StringBuffer、StringBuilder

String、StringBuffer、StringBuilder三者的对比

• String:不可变的字符序列；底层使用char[]存储
• StringBuffer:可变的字符序列；线程安全的，效率低；底层使用char[]存储
• StringBuilder:可变的字符序列；jdk5.0新增的，线程不安全的，效率高；底层使用char[]存储

内存解析

以StringBuffer为例：

String str = new String();//char[] value = new char[0];
String str1 = new String("abc");//char[] value = new char[]{'a','b','c'};

StringBuffer sb1 = new StringBuffer();//char[] value = new char[16];底层创建了一个长度是16的数组。
System.out.println(sb1.length());//
sb1.append('a');//value[0] = 'a';
sb1.append('b');//value[1] = 'b';

StringBuffer sb2 = new StringBuffer("abc");//char[] value = new char["abc".length() + 16];

//问题1. System.out.println(sb2.length());//3
//问题2. 扩容问题:如果要添加的数据底层数组盛不下了，那就需要扩容底层的数组。
         默认情况下，扩容为原来容量的2倍 + 2，同时将原数组中的元素复制到新的数组中。

        指导意义：开发中建议大家使用：StringBuffer(int capacity) 或 StringBuilder(int capacity)

对比String、StringBuffer、StringBuilder三者的执行效率

从高到低排列：StringBuilder > StringBuffer > String

StringBuffer、StringBuilder中的常用方法

增：append(xxx)
删：delete(int start,int end)
改：setCharAt(int n ,char ch) / replace(int start, int end, String str)
查：charAt(int n )
插：insert(int offset, xxx)
长度：length();
*遍历：for() + charAt() / toString()

JDK8之前的日期API

获取系统当前时间：System类中的currentTimeMillis()

long time = System.currentTimeMillis();
//返回当前时间与1970年1月1日0时0分0秒之间以毫秒为单位的时间差。
//称为时间戳 
System.out.println(time); //  1604386779168  (此时时间 2020-11-03 15:00)

java.util.Date类与java.sql.Date类

java.util.Date类
           |---java.sql.Date类

    1.两个构造器的使用
        >构造器一：Date()：创建一个对应当前时间的Date对象
        >构造器二：创建指定毫秒数的Date对象
    2.两个方法的使用
        >toString():显示当前的年、月、日、时、分、秒
        >getTime():获取当前Date对象对应的毫秒数。（时间戳）

    3. java.sql.Date对应着数据库中的日期类型的变量
        >如何实例化
        >如何将java.util.Date对象转换为java.sql.Date对象

例子

@Test
public void test2(){
    //构造器一：Date()：创建一个对应当前时间的Date对象
    Date date1 = new Date();
    System.out.println(date1.toString());//Sat Feb 16 16:35:31 GMT+08:00 2019

    System.out.println(date1.getTime());//1550306204104

    //构造器二：创建指定毫秒数的Date对象
    Date date2 = new Date(155030620410L);
    System.out.println(date2.toString());

    //创建java.sql.Date对象
    java.sql.Date date3 = new java.sql.Date(35235325345L);
    System.out.println(date3);//1971-02-13

    //如何将java.util.Date对象转换为java.sql.Date对象
    //情况一：
    //        Date date4 = new java.sql.Date(2343243242323L);
    //        java.sql.Date date5 = (java.sql.Date) date4;
    //情况二：
    Date date6 = new Date();
    java.sql.Date date7 = new java.sql.Date(date6.getTime());


}

java.text.SimpleDataFormat类

SimpleDateFormat对日期Date类的格式化和解析

• 两个操作
  • 格式化：日期 --->字符串
  • 解析：格式化的逆过程，字符串 ---> 日期
• SimpleDateFormat的实例化:new + 构造器

SimpleDateFormat sdf1 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
//格式化
String format1 = sdf1.format(date);
System.out.println(format1);//2019-02-18 11:48:27
//解析:要求字符串必须是符合SimpleDateFormat识别的格式(通过构造器参数体现),
//否则，抛异常
Date date2 = sdf1.parse("2020-02-18 11:48:27");
System.out.println(date2);

Calendar类：日历类、抽象类

//1.实例化
//方式一：创建其子类（GregorianCalendar的对象
//方式二：调用其静态方法getInstance()

Calendar calendar = Calendar.getInstance();

//2.常用方法
//get()
int days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);
System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_YEAR));

//set()
//calendar可变性
calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,22);
days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);

​

//add()
calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH,-3);
days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);

//getTime():日历类---> Date
Date date = calendar.getTime();
System.out.println(date);

//setTime():Date ---> 日历类
Date date1 = new Date();
calendar.setTime(date1);
days = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
System.out.println(days);

JDK8中新日期时间API

日期时间API的迭代

第一代：jdk 1.0 Date类

第二代：jdk 1.1 Calendar类，一定程度上替换Date类

第三代：jdk 1.8 提出了新的一套API

前两代存在的问题举例

可变性：像日期和时间这样的类应该是不可变的。
偏移性：Date中的年份是从1900开始的，而月份都从0开始。
格式化：格式化只对Date用，Calendar则不行。
此外，它们也不是线程安全的；不能处理闰秒等。

java 8 中新的日期时间API涉及到的包

本地日期、本地时间、本地日期时间的使用：LocalDate / LocalTime / LocalDateTime

① 分别表示使用 ISO-8601日历系统的日期、时间、日期和时间。它们提供了简单的本地日期或时间，并不包含当前的时间信息，也不包含与时区相关的信息。
② LocalDateTime相较于LocalDate、LocalTime，使用频率要高
③ 类似于Calendar

日期时间格式化类：DateTimeFormatter

① 格式化或解析日期、时间
② 类似于SimpleDateFormat

//  重点：自定义的格式。如：ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)
DateTimeFormatter formatter3 = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
//格式化
String str4 = formatter3.format(LocalDateTime.now());
System.out.println(str4);//2019-02-18 03:52:09

//解析
TemporalAccessor accessor = formatter3.parse("2019-02-18 03:52:09");
System.out.println(accessor);

新版本的时间日期类我自己也有点乱，到时候专门写博客介绍吧

Java 比较器

Java比较器的使用背景

Java中的对象，正常情况下，只能进行比较：== 或 != 。不能使用 > 或 < 的
但是在开发场景中，我们需要对多个对象进行排序，言外之意，就需要比较对象的大小。
如何实现？使用两个接口中的任何一个：Comparable 或 Comparator

自然排序：使用Comparable接口

1.像String、包装类等实现了Comparable接口，重写了compareTo(obj)方法，给出了比较两个对象大小的方式。
2.像String、包装类重写compareTo()方法以后，进行了从小到大的排列
3. 重写compareTo(obj)的规则：
    如果当前对象this大于形参对象obj，则返回正整数，
    如果当前对象this小于形参对象obj，则返回负整数，
    如果当前对象this等于形参对象obj，则返回零。
4. 对于自定义类来说，如果需要排序，我们可以让自定义类实现Comparable接口，重写compareTo(obj)方法。在compareTo(obj)方法中指明如何排序

例子

public class Goods implements  Comparable{

    private String name;
    private double price;

    //指明商品比较大小的方式:照价格从低到高排序,再照产品名称从高到低排序
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
//        System.out.println("**************");
        if(o instanceof Goods){
            Goods goods = (Goods)o;
            //方式一：
            if(this.price > goods.price){
                return 1;
            }else if(this.price < goods.price){
                return -1;
            }else{
//                return 0;
               return -this.name.compareTo(goods.name);
            }
            //方式二：
//           return Double.compare(this.price,goods.price);
        }
//        return 0;
        throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
    }
// getter、setter、toString()、构造器：省略
}

定制排序：使用Comparator接口

1.背景：
当元素的类型没实现java.lang.Comparable接口而又不方便修改代码，或者实现了java.lang.Comparable接口的排序规则不适合当前的操作，那么可以考虑使用 Comparator 的对象来排序
2.重写compare(Object o1,Object o2)方法，比较o1和o2的大小：
如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；
如果返回0，表示相等；
返回负整数，表示o1小于o2。

例子

Comparator com = new Comparator() {
    //指明商品比较大小的方式:照产品名称从低到高排序,再照价格从高到低排序
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        if(o1 instanceof Goods && o2 instanceof Goods){
            Goods g1 = (Goods)o1;
            Goods g2 = (Goods)o2;
            if(g1.getName().equals(g2.getName())){
                return -Double.compare(g1.getPrice(),g2.getPrice());
            }else{
                return g1.getName().compareTo(g2.getName());
            }
        }
        throw new RuntimeException("输入的数据类型不一致");
    }
}

Goods[] all = new Goods[4];
all[0] = new Goods("War and Peace", 100);
all[1] = new Goods("Childhood", 80);
all[2] = new Goods("Scarlet and Black", 140);
all[3] = new Goods("Notre Dame de Paris", 120);
Arrays.sort(all, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
Goods g1 = (Goods) o1;
Goods g2 = (Goods) o2;
return g1.getName().compareTo(g2.getName());
}
});
System.out.println(Arrays.toString(all));

比较

• Comparable接口的方式一旦一定，保证Comparable接口实现类的对象在任何位置都可以比较大小。
• Comparator接口属于临时性的比较。

其他类

System类

• System类代表系统，系统级的很多属性和控制方法都放置在该类的内部。该类位于java.lang包。

• 由于该类的构造器是private的，所以无法创建该类的对象，也就是无法实例化该类。其内部的成员变量和成员方法都是static的，所以也可以很方便的进行调用。

• 方法

native long currentTimeMillis()
void exit(int status)
void gc()
String getProperty(String key)

Math类

java.lang.Math提供了一系列静态方法用于科学计算。其方法的参数和返回值类型一般为double型。

BigInteger类、BigDecimal类

• java.math包的BigInteger可以表示不可变的任意精度的整数。

• 要求数字精度比较高，用到java.math.BigDecimal类